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[2018年IEEE国际智能与创新计算应用会议(ICONIC) - 毛里求斯莫恩特鲁萨尔,马尼格安平原(2018.12.6-2018.12.7)] 2018年国际智能与创新计算应用会议(ICONIC) - 基于混合CMOS-CNFET技术的生物医学信号处理OTA-C滤波器应用
摘要: 用于生物医学信号处理应用的模拟滤波器涉及生理信号中非常缓慢或低频的电活动。本文提出采用混合CMOS-CNFET技术设计一阶、二阶、五阶椭圆低通、二阶陷波和高通OTA-C滤波器。碳纳米管场效应晶体管(CNFET)与CMOS器件可异质集成于单块三维芯片上,实现OTA-C滤波器等重要信号处理功能模块。所提出的电路以跨导运算放大器(OTA)作为构建OTA-C滤波器的基本单元。实现的滤波电路满足可穿戴和植入式生物医学设备的超低功耗要求。电路中使用的晶体管工作在弱反型区以实现超低功耗。
关键词: 噪声滤波、OTA-C滤波器、生物医学信号处理、碳纳米管场效应晶体管
更新于2025-09-23 15:22:29
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[IEEE 2018智能系统与创新应用国际会议(INISTA) - 塞萨洛尼基(2018年7月3日-7月5日)] 2018智能系统与创新应用国际会议(INISTA) - 压电学家:一种新型基于压电原理的可穿戴心肺监测系统
摘要: 本文阐述了一种新型可穿戴心肺参数监测传感器及其软件应用的设计、原型制作与软件开发。Piezologist是一款无感式胸戴设备,由贴片型传感器和移动应用程序组成。该传感器采用压电材料作为心肺信号传感元件,MetaWearC板作为信号采集单元——该板卡还支持蓝牙低功耗(BLE)技术用于原始信号传输。本系统的创新性在于:不仅像既往研究那样通过单张廉价压电片获取常规心肺参数(如心率、呼吸频率及周期),更成功利用同一传感器提取出心电图波形和血压数据。研究同时报道了传感器封装设计与原型制作对信号强度及封装体积/重量的影响。为验证性能,我们将该心肺监测系统与eHealth传感器套件中的三导联ECG传感器、Zephyr腰带式BioHarness传感器两款商用设备进行对比测试并汇报结果。验证过程证实,Piezologist提取的心肺信号与商用传感器获得的心跳、呼吸周期及ECG波形具有一致性。此外通过可用性研究对比了Piezologist与市售传感器在测量心肺参数时的用户体验,结果表明Piezologist有望取代现有的腰带式、手表式及三导联ECG商用传感器。
关键词: 生物医学信号处理、心率提取、可穿戴传感器、传感器、生命体征、心电图波形、家庭医疗保健、心肺功能、心跳、移动医疗保健、呼吸频率
更新于2025-09-23 15:22:29
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一种基于逐步光谱重建的拉曼光谱快速荧光背景抑制方法
摘要: 拉曼光谱是一种快速、无损的检测生物样本独特光谱特征的技术。原始拉曼光谱常伴随强荧光背景,这给光谱解析带来挑战。虽然可通过实验手段抑制荧光背景,但该方法需要精密昂贵的仪器。为兼顾便捷性与经济性,数值方法常被用于去除荧光背景。然而,这类方法大多存在计算耗时长的问题。因此,在需要快速处理大量像素点拉曼测量数据的拉曼光谱成像领域,开发一种快速的荧光抑制数值方法尤为必要。针对这一需求,我们基于先前开发的逐步光谱重建策略,提出了一种新型快速荧光背景抑制数值方法。与传统计算方法(包括多项式拟合、小波变换、傅里叶变换和峰值检测)相比,当应用于体模与细胞的拉曼光谱以及血清样本的表面增强拉曼光谱测试时,本方法在准确性和计算效率方面均展现出显著优势。特别值得注意的是,本方法获得的纯净拉曼光谱最接近多项式拟合生成的参考结果,同时计算速度比其他方法快数个数量级。因此,这种快速荧光抑制方法在需要高计算效率且具备校准数据集的拉曼光谱成像及相关应用中具有广阔前景。
关键词: 拉曼光谱、荧光抑制、拉曼成像、生物医学信号处理
更新于2025-09-11 14:15:04
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一种通过光电容积脉搏波描记法估计呼吸频率的信号处理方法
摘要: 监测呼吸状况对判断患者健康状态至关重要,尤其在术前术后阶段。然而许多传统方法难以应用于自主呼吸患者。本文提出一种通过光电容积图信号估算呼吸频率的方法——这种非侵入式传感器通过测量患者血管的光反射并计算血流变化来获取每分钟心率估算值。PPG信号还包含呼吸相关信息,因此可通过信号处理获得呼吸频率?;谑致瞬ǖ母梅椒ū患芍量纱┐魃璞?,在30名志愿者身上进行测试,并与传统测量方式的结果进行对比。数据显示,该设备测量结果与传统方法无统计学显著差异。
关键词: 生物医学信号处理、远程医疗、光电容积描记法、呼吸频率
更新于2025-09-11 14:15:04
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基于生物传感器的特征提取与生理参数测量在生物医学中的应用
摘要: 近年来,生理信号处理在开发可穿戴独立设备的生物医学研究者中显著增加。可穿戴设备在医院中至关重要,用于心率、血压测量等多种生物医学应用。在嘈杂环境中,根据生理条件生成生理信号处理和特征提取算法是一项关键任务。本文开发了基于软件的生理信号处理及生理参数测量算法,提出了基于生物传感器的实时心电(ECG)和光电容积图(PPG)信号采集、处理与峰值检测方案,用于心率、脉率和血压测量。研究设计了ECG和PPG放大器,通过模拟设备获取实时信号,并利用LabVIEW和MatLab环境进行处理。本方案的优点在于结构简单、成本低廉、易于与编程环境集成,且能实现生理信号的连续监测。
关键词: PPG信号、心率、心电图信号、生物医学信号处理
更新于2025-09-09 09:28:46
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[工程技术学会第十二届欧洲天线与传播会议(EuCAP 2018) - 英国伦敦(2018年4月9-13日)] 第十二届欧洲天线与传播会议(EuCAP 2018) - 一种用于生物目标宽带微波传感的可调谐介电特性液体
摘要: 生物医学微波系统需要实现天线与人体之间的匹配,以高效地将电磁能量穿透皮肤并传输至体内。本文提出一种基于石蜡油和盐水的匹配液,其配方可直接调整以适配不同介电特性。通过改变石蜡油与水的比例,该液体的介电常数可在10-52范围内调节;通过调整盐水浓度(无需显著改变介电常数),其电导率可在0.3至1.0S/m(3GHz频率下)范围内变化。研究给出了0.5-10GHz频段内多种混合配方的介电测量数据及单极/双极德拜参数。结果表明该匹配液具有优异的灵活性,适合作为低GHz频段的生物组织等效体模材料及天线耦合介质。
关键词: 生物医学信号处理,色散介质,微波成像
更新于2025-09-04 15:30:14